• 제목/요약/키워드: Reverse-osmosis

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국내 해수담수화 플랜트 생산수 단가 추정 (Estimation of Water Production Cost from Seawater Reverse Osmosis (SWRO) Plant in Korea)

  • 황문현;한도선;김인수
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.169-179
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    • 2017
  • 기후변화를 대비하여 국내 수자원 확보를 위한 해수담수화 플랜트의 필요성이 점차 높아지고 있어 향후 해수담수화 플랜트 건설시 경제적 판단의 근간이 될 수 있는 자료의 필요성도 또한 높아졌다. 이에 본 연구에서는 국내 해수담수화 플랜트 설치가 가능한 지역, 인천, 대산, 여수, 부산, 울산, 속초시를 대상으로 생산수 단가를 추정하여, 향후 플랜트 건설시 참고 자료로 활용이 가능하도록 제안하고자 하였다. 동해바다를 취수원으로 하는 속초와 울산시 생산수 단가는 부산과 여수시의 단가와 유사하였으나, 서해바다를 취수원으로 하는 인천과 대산에 비해 취수시설 건설비용 저감으로 인하여 비교적 경제적인 생산수 단가 범위를 나타내었다. 염도 조건은 비교적 유사하여 생산수 단가에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 사료되나, 계절별 수온 차에 의한 영향은 역삼투막의 생산수량 차이에 의해 높게 나타날 것으로 사료되었다. 가장 크게 생산수 단가에 영향을 미치는 요소는 생애주기 분석 시 적용되는 감가상각 연수와 플랜트 용량이었으며, 인천과 대산의 경우 감가상각 연수에 따라 최대 29%, 플랜트 용량에 따라 22%까지 차이가 발생하였다. 그러나 본 연구에서 추정된 생산수 단가는 간접비 등을 고려하지 않은 것으로 국내에서 생산할 수 있는 최소한의 단가로 고려되었으며, 실질적인 공사 시에는 제시된 생산수 단가보다 증가될 것으로 사료된다.

폴리올과 붕산의 착화합물 형성원리를 이용한 수용액 중의 보론 제거에 관한 라만 분광학 연구 (Removal of Aqueous Boron by Using Complexation of Boric Acid with Polyols: A Raman Spectroscopic Study)

  • 엄기헌;정희철;안혜영;임준혁;이제근;원용선
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권6호
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    • pp.808-813
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    • 2015
  • 해수 중에 보론은 주로 붕산(boric acid, $B(OH)_3$)으로 존재하며 그 크기가 역삼투압(RO, reverse osmosis) 공정의 막의 공칭공경(nominal pore size)만큼 작아 이를 제거하기가 쉽지 않다. 이에 본 연구에서는 수용액 중 보론 화합물의 크기를 역삼투압 공정에서 제거가 용이하도록 키우기 위한 방법으로 $B(OH)_3$가 폴리올과 착화합물을 형성하는 원리를 이용하고자하며 착화합물의 형성 여부를 라만 분광학 연구를 통해 확인하고자 하였다. 먼저 $B(OH)_3$와 붕산염(borate ion, ${B(OH)_4}^-$) 이온의 대칭(symmetric) B-O 신축운동 모드(stretching vibrational mode)의 진동수를 확인하기 위하여 pH를 증가시키며 라만 스펙트럼을 측정한 결과 $877cm^{-1}$에서 $730cm^{-1}$으로 피크의 이동이 관찰되었다. 이는 수용액 중의 $B(OH)_3$가 pH가 증가하면서 ${B(OH)_4}^-$로 전환됨을 나타내고 이러한 피크의 이동은 진동수 계산(frequency calculation)에 의한 예측과 정확하게 일치하였다. 반면 $B(OH)_3$ 수용액에 폴리올을 첨가한 경우 pH가 증가하여도 ${B(OH)_4}^-$의 특성 진동수인 $730cm^{-1}$가 나타나지 않았으며 이는 $B(OH)_3$${B(OH)_4}^-$로 전환되는 것이 아니라 폴리올과 착화합물을 형성함을 간접적으로 보여주고 있다.

해수담수화 전처리 기술과 향후 도전 (Seawater Desalination Pretreatments and Future Challenges)

  • 장호석;권대은;김정환
    • 멤브레인
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    • 제25권4호
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    • pp.301-309
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    • 2015
  • 최근 해수담수화 기술에 관한 관심이 증가하면서 해수 전처리 기술의 중요성이 날로 증가하고 있다. 해수담수화 기술은 미래 수처리 핵심기술로 자리매김하고 있고 이를 위한 전처리 기술의 올바른 선택과 운영은 향후 해수담수화 기술의 효율향상과 공정 최적화를 위해 중요하게 고려되어야 할 것이다. 해수담수화 전처리 기술의 목적은 주로 해수에 존재하는 입자성 물질, 콜로이드성 물질, 유기물질, 무기물질 그리고 미생물 오염물질 등의 처리를 통해 후단 담수화 기술의 효율성을 향상시키기 위함이나 전처리 기술 대상 처리물질의 범위는 매우 다양하여 맞춤형 전처리 기술의 적절한 적용이 필요하다. 해수담수화에서 올바른 전처리 기술의 적용은 후단 담수화 시설의 높은 처리효율 및 문제점을 최소화시킴과 동시에 해수의 큰 수질변동과 기후적인 그리고 지역적인 영향 등에 즉각적으로 대처할 수 있으므로 전처리 기술의 운영전략은 미래 해수담수화 기술의 성공여부를 결정짓기 위해 매우 중요하게 다루어져야 한다. 또한 최근에 많은 관심을 가지고 있는 해수 미세조류의 번성은 담수화 전처리 기술의 선정에 있어서 잠재적인 장애가 되고 있어 이에 대한 올바른 이해도 반드시 필요하다. 본 총설에서는 해수담수화 전처리 기술에 관한 그동안의 연구동향을 분석하고 해수담수화 전처리 기술의 선택 및 운전 최적화 달성을 위한 향후 도전과제들을 제시하고자 한다.

역삼투막 전처리로서의 2단 섬유상 여과기를 이용한 정수처리 연구 (Potable Water Treatment Study using the Double Stage Fiber Filter for the Pre-treatment of the Reverse Osmosis Membrane)

  • 배시열;장형욱;윤창한
    • 멤브레인
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    • 제20권2호
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    • pp.97-105
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    • 2010
  • 2009년 1월 3일부터 12월 1일까지 11개월간 공업용수를 주변지역에 공급하는 A정수장 응집침전조의 상등수를 대상으로 실험을 진행한 본 연구는 RO막 전처리 장치로서의 압력식 섬유여과기인 PCF 여과기 2대를 직렬연결한 공정의 적용 가능성을 평가한 것이다. 성능평가는 SDI (Silt Density Index)를 통해 간접적으로 RO막에 대한 전처리 성능을 평가하였다. 실험 기간 동안 PCF Filter로 유입된 원수의 탁도는 평균 0.79 (0.28~4.01) NTU이었으며, 처리수의 탁도는 평균 0.16(0.04~0.50) NTU로 탁도 제거효율은 평균 77%이었다. 일일 평균 처리유량은 약 230 $m^3$/day고 평균 역세유량은 8.7 $m^3$/day로 평균 역세수량은 3.8%로 나타났다. 여과수의 탁도 및 SDI 값은 측정 전 보관시간에 따라 증가하는데 이번 실험에서 몇몇 시료는 1~11일 동안 보관한 후 탁도 및 SDI가 측정되었으며, 이들 전체의 평균 SDI 값은 3.6 (2.26~5.00)으로 RO 제조업체에서 RO의 수명보증을 위해 통상 요구하는 SDI 값인 5.0 이하를 나타내었다. 따라서 RO 전처리공정의 SDI 측면에서 2단 섬유여과 공정이 적합함을 알 수 있었다.

NF막 제조 및 응용공정 (Preparation and Application of Nanofiltration Membranes)

  • 이규호;오남운;제갈종건
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1998년도 제6회 하계 Workshop (98 한국막학회, 국립환경연구원 국제 Workshop, 수자원 보전과 막분리 공정)
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    • pp.135-153
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    • 1998
  • Nanofiltration (NF) is a recently introduced term in membrane separation. In 1988, Eriksson was one of the first authors using the word 'nanofiltration' explicitly. Some years before, FilmTech started to use this term for their NF50 membrane which was supposed to be a very loose reverse osmosis membrane or a very tight ultrafiltration membrane. Since then, this term has been introduced to indicate a specific boundary of membrane technology in between ultrafiltration and reverse osmosis. The application fields of the NF membranes are very broad as follows: Demeneralizing water, Cleaning up contaminated groundwater, Ultrapure water production, Treatment of effleunts containing heavy metals, Offshore oil platforms, Yeast production, Pulp and paper mills, Textile production, Electroless copper plating, Cheese whey production, Cyclodextrin production, Lactose production. The earliest NF membrane was made by Cadotte et al, using piperazine and trimesoyl chloride as monomers for the formation of polyamide active layer of the composite type membrane. They coated very thin interfacially potymerized polyamide on the surface of the microporous polysulfone supports. The NF membrane exhibited low rejections for monovalent anions (chloride) and high rejections for bivalent anions (sulphate). This membrane was called NS300. Some of the earliest NF membranes, like the NF40 membrane of FilmTech, the NTR7250 of Nitto-Denko and the UTC20 and UTC60 of Toray, are formed by a comparable synthesis route as the NS300 membrane. Commercially available NF membranes nowadays are as follows: ASP35 (Advanced Membrane Technology), MPF21; MPF32 (Kiryat Weizmann), UTC20; UTC60; UTC70; UTC90 (Toray), CTA-LP; TFCS (Fluid Systems), NF45; NF70 (FilmTec), BQ01; MX07; HG01; HG19; SX01; SX10 (Osmonics), 8040-LSY-PVDI (Hydranautics), NF CA30; NF PES 10 (Hoechst), WFN0505 (Stork Friesland). The typical ones among the commercially available NF membranes are polyamide composite membrane consisting of interfacially polymerized polyamide active layer and microporous support. While showing high water fluxes and high rejections of multivalent ions and small organic molecules, these membranes have relatively low chemical stability. These membranes have low chlorine tolerance and are unstable in acid or base solution. This chemical instability is appearing to be a big obstacle for their applications. To improve the chemical stability, we have tried, in this study, to prepare chemically stable NF membranes from PVA. The ionomers and interfacially polymerized polyamide were used for the modification of'the PVA membranes. For the detail study of the active layer, homogeneous NF membranes made only from active layer materials were prepared and for the high performance, composite type NF membranes were prepared by coating the active layer materials on microporous polysulfone supports.

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제주 용암해수를 이용한 희귀식물 자란(Bletilla striata)의 기내배양 (In vitro culture of rare plant Bletilla striata using Jeju magma seawater)

  • 배기화;김기주;김남영;송재모
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제39권4호
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    • pp.281-287
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    • 2012
  • 본 연구에서는 용암해수가 지닌 독특한 미네랄 구성을 바탕으로 자란의 생육에 적합한 농도를 규명하기 위해 실험을 수행하였다. 자란의 기내배양용 고체배지구성을 위해 30 g/L sucrose와 3.0과 8.0 g/L의 gelrite 및 plant agar를 동일하게 처리한 MS 배지와 RO(Reverse Osmosis) 탈염수, ED(Electrodialsis) 탈염수 배지를 각각 제조하여 배지경도를 측정한 결과, plant agar가 첨가된 MS, RO, 및 ED 배지의 경도는 각각 60,000, 40,000 및 $38,000g/cm^2$의 경도가 측정되었다. 하지만 gelrite가 첨가된 배지는 MS를 제외한 RO, ED배지는 $2,000g/cm^2$ 내외의 경도를 보였다. 제조된 배지에서 식물체의 생육을 확인한 결과, RO 탈염수 0%에서는 88%, RO 50%에서는 57%, RO 100%에서는 31%의 생존율을 보였다. 하지만 잎 길이, 엽폭은 모두 RO 탈염수 100%에서 높았다. ED배지는 ED 100%를 제외한 배지에서 모두 양호한 생장을 보였다. 엽록소 함량 분석을 통한 생리적 건전도를 측정한 결과, 대조구에서는 총엽록소 함량이 66.3 ug/ml인데 비해 RO 10%, RO 50%, RO 100%, ED 10%, ED 50%, ED 100%에서는 각각 77.3, 69.3, 76.4, 79.0, 75.7, 74.4 ug/ml로 모두 대조구보다 높은 총엽록소 함량을 나타냈다. 또한 용암해수 내 유용성분의 식물체내로의 축적은 스토론튬, 바나듐, 셀레늄 등이 원활하게 이루어짐을 확인한 바, 용암해수를 이용한 식물조직배양용 배지로의 산업적 이용가치가 높을 것으로 보이고 더 나아가 용암해수가 원예작물뿐만 아니라 유용성분 함유 약용작물의 생산에도 충분히 활용 가능할 것으로 사료된다.

Effects of Drinking Reverse-osmosis Treated Deep Sea Water on Growth Performance and Immune Response in Broiler Chickens

  • Keohavong, Bounmy;Lee, Jun-Yeob;Lee, Jeong-Heon;Yun, Seok-Min;Lee, Myeong-Ho;Lee, Sung-Ki;Kim, Gur-Yoo;Ohh, Sang-Jip
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제52권3호
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    • pp.213-220
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    • 2010
  • This study was executed to investigate the effects of drinking deep sea water treated by reverse osmosis process (RO-DSW) on growth performance, nutrient utilizability, relative weight of lymphoid organs and the concentration of serum immunoglobulin G (IgG) in broiler chickens. A total of 200 one day old broiler chickens (Ross 308) were equally and randomly distributed into 10 ground floor pens (20 chicks per pen, 5 pens per treatment) bedded with rice-husks. The broilers were offered either fresh tap water (Control) or RO-DSW for 28 days (from d 6 to d 33) as the drinking water. The same basal phase 1 diet for first 2 weeks and phase 2 diet for last 2 weeks were offered ad libitum to the birds. The RO-DSW was prepared by diluting 1:20 ratio with deionized water before offering to chickens. The diet for control birds was supplemented with 0.21 % of food-grade salt to satisfy salt need of the birds. Broiler feeding study resulted that there were no differences in amount of water consumption, mortality and FCR between RO-DSW and control chickens. However, feed intake and body weight gain were increased (p<0.05) by RO-DSW drinking. There was no (p>0.05) difference in nutrients utilizability between RO-DSW and fresh water drinking. There were no (p>0.05) differences in the immune response between the control and treatment group. The serum IgG levels were 3.01 vs 2.87 mg/ml and the relative weights of spleen, thymus and bursa of Fabricius were 0.23, 0.18 and 0.20 vs. 0.20, 0.17 and 0.14 for RO-DSW vs. control birds, respectively. The immune responses were tended to be improved by RO-DSW drinking. This study showed an improvement in weight gain and feed intake that could be induced by RO-DSW drinking, although it is difficult to explain the reasons of the improvement at this moment. This study implied that RO-DSW could be successfully used as drinking water to broiler chickens.

분리막을 이용한 무전해 PCB 도금 폐수의 재활용 (Wastewater Recycling from Electroless Printed Circuit Board Plating Process Using Membranes)

  • 이동훈;김래현;정건용
    • 멤브레인
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    • 제13권1호
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    • pp.9-19
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    • 2003
  • 무전해 PCB 도금 공정 수세액을 분리막으로 처리하여 투과수는 공업용수로 재사용하고 유가금속인 금(Au)을 회수하는 방법에 관하여 연구하였다. 역삼투 분리막 테스트 셀을 이용하여 수세액 처리에 적합한 분리막을 선정하였으며 scale-up을 위한 나권형 모듈 투과 실험을 실시하였다. 먼저, (주)새한에서 생산되는 RO-TL(tap water, low pressure), RO-BL(brackish water, low pressure), RO-normal(for water purifier)막으로 투과실험하였으며 그 중 RO-TL막이 soft etching, 촉매 및 Ni 수세액 처리에 우수한 것으로 판명되었다. 따라서 RO-TL막으로 제작한 나권형 가정용 정수기 모듈로 7bar, $25^{\circ}C$에서 scale-up 실험을 수행하였다. Au수세액의 투과 유속은 약 30 LMH로서 가장 높았으나 Au 제거율이 80% 미만이었다. Pd, Ni 및 soft etching 수세액의 투과유속은 각각 약 22, 17, 10 LMH 정도이며 Pd의 제거율은 85% 이상, Ni 및 Cu 제거율은 97% 이상이었다. 또한 Au, Ni 및 Cu 이온이 함유된 수세액 중 유가금속인 Au를 선택적으로 회수하기 위하여 NF막을 사용하였다. Au수세액 중 Ni 및 Cu 이온은 대부분 제거되었으며 투과액 중에 Au이온이 81.9% 존재하였고 계속하여 RO-TL막으로 Au를 농축 회수하였다. 마지막으로 4"직경의 NF 및 RO-TL 나권형 모듈을 연속적으로 사용하여 Au를 효과적으로 회수할 수 있음을 재확인하였다.인하였다.

내염소성 중공사형 역삼투막(Loose RO)의 제조 및 특성 (Preparation and Properties of Chlorine-Resistance Loose Reverse Osmosis Hollow-fiber Membrane)

  • 김세종;우승문;황해영;고형철;하성용;최호상;남상용
    • 멤브레인
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    • 제20권4호
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    • pp.304-311
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    • 2010
  • 본 연구에서는 셀룰로오스 트리아세테이트(CTA)를 사용한 loose RO 중공사 막이 상전환 법으로 제조되었고 이들의 수처리 특성이 평가되었다. 1,4-dioxane과 리튬클로라이드(LiCl)는 각각 스킨층 형성제와 기공 형성제로 사용되었다. 제조된 CTA 중공사막의 특성을 알아보기 위하여 전자주사현미경을 통하여 모폴로지를 관찰하였고, 수투과도 및 염 제거율, 내염소성 테스트, 그리고 분획분자량을 측정하였다. CTA/NMP/1,4-dioxane = 18/72/10 (wt%) 에어갭 30 cm의 중공사 분리막의 경우 $20.5L/m^2hr$의 수투과도와 60%의 염 제거율, NaOCl 10,000 ppm/hr의 내염소성 및 약 5,000 Da값의 MWCO를 나타내는 우수한 특성의 loose RO 막이 제조되었다.

온도가 막분리 투과성능에 미치는 영향 (The Effect of Feed Temperature On Permeate Flux During Membrane Separation)

  • 김광수;문덕수;김현주;이승원;지호;정현지;원혜정
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.13-19
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    • 2014
  • 막분리법에 의한 해수 담수화시 공급 원수 온도는 막성능에 영향을 미친다. 특히 폐열원을 이용하여 분리막 투과량을 증대시키고자 하는 경우에는 고온의 공급 원수가 분리막 성능에 미치는 영향을 정확히 분석하여 적용하는 것이 필요하다. 온도에 의한 막투과 성능 분석을 위해 $10^{\circ}C$에서 $60^{\circ}C$까지 공급 해수 온도를 변화시키면서 실험을 실시하였다. 온도가 상승하면서 투과량이 증가하는 경향을 물의 점성 변화와 막의 변화로 나누어서 분석하였다. NF 막에서는 온도에 따른 물의 점성 변화로 투과량 변화를 예측할 수 있었으나 RO막의 경우는 물의 점성변화로 예측한 투과량과 실험에 의한 투과량은 $60^{\circ}C$에서 30%정도 차이가 나타났다. 이는 RO막이 원수 온도가 상승함에 따라 막의 수축이 일어나 공극의 크기가 8%정도 감소함에 기인하는 것으로 추정된다. 따라서 막분리식 해수 담수화에서 투과량을 증대시키기 위한 온도 상승은 막변형이 일어나지 않는 범위 내에서 효과적으로 수행하여야 할 것이다.